JP4573367B2 - 画像撮影装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、全画素読み出し方式の固体撮像素子を使用したモニタリング機能付きのデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ及び監視カメラなどに適用して好適な画像撮影装置に関する。
【０００２】
詳しくは、被写体の全画素の画像情報をｎライン毎に読み出すモニタリングモードから全画素の画像情報を読み出す全画素読み出しモードに切換えられたときに、被写体の明るさや色などの画像検出情報の信号レベルを１／ｎにして、全画素読み出しモード時にも、モニタリングモード時と制御条件が等価となる信号レベルの画像検出情報に基づいて撮像手段や画像処理手段の入出力を制御できるようにしたものである。
【０００３】
【従来の技術】
近年、静止画像の編集記録が可能な画像処理分野ではデジタルスチルカメラが使用される場合が多くなってきた。この種のデジタルスチルカメラには全画素読み出し方式の固体撮像素子が使用され、被写体の静止画像の構図を決めるためにその動画像をモニタ表示するモニタリングモードと、その静止画像をフラッシュメモリなどに格納する全画素読み出しモードとが予め準備されている。
【０００４】
通常はデジタルスチルカメラをモニタリングモードで使用し、静止画像をフラッシュメモリなどに格納するときには、全画素読み出しモードを実行するように取り扱われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、全画素読み出し方式の固体撮像素子を備えたデジタルスチルカメラによれば、モニタリングモードにおいて、１画面を構成する１フレームの画像情報のうち、ｎライン毎に読み出す画素と読み出さない画素とがある。また、固体撮像素子の出力を次段の画像処理回路に入力し、その画像処理回路で検出された検波値をそのまま固体撮像素子や画像処理回路の制御値として使用している。
【０００６】
このため、モニタリングモードから全画素読み取りモードに切り換わった時点に、制御系は画像処理回路からｎ倍の検波値（以下画像検出情報ともいう）を得ることになり、ｎ倍になった明るさ・色情報に基づいて固体撮像素子（以下撮像手段ともいう）や画像処理回路（以下画像処理手段ともいう）が制御されてしまうという問題がある。
【０００７】
因みに、デジタルスチルカメラでモニタリングモードを使用しないで、全画素読み出しモードのみで、被写体の静止画像の構図を決めようとすると、１／３０秒（通常１／６０秒）毎に被写体の動画像が更新される。このために、その動画像がモニタ上でカクカク動いてしまい非常に見ずらくなる。
【０００８】
そこで、この発明はこのような従来の課題を解決したものであって、全画素読み出しモード時にも、モニタリングモード時と制御条件が等価となる信号レベルの画像検出情報に基づいて撮像手段や画像処理手段を制御できるようにした画像撮影装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題は、被写体からの光を入射して該被写体の全画素の画像情報を出力するためにＮライン×Ｍ画素の光電変換素子を有した撮像手段と、この撮像手段から全画素の画像情報を読み出す全画素読み出しモード又は撮像手段から全画素の画像情報をｎライン毎に読み出すモニタリングモードのいずれかを指示する操作手段と、撮像手段による画像情報から、少なくとも、被写体の明るさ及び色に関する画像情報である光学的な特徴量を検出して画像検出情報を出力する画像処理手段と、この画像処理手段による画像検出情報及び操作手段から出力されるモード指示情報に基づいて撮像手段の入出力を制御する制御手段とを備え、制御手段は、少なくとも、操作手段によってモニタリングモードから全画素読み出しモードに指示が切換えられたときに、画像処理手段による画像検出情報の信号レベルを１／ｎにし、その後、操作手段によって当該制御手段にシャッター指示が与えられた時点の被写体のある瞬間の動画像を静止画像としてメモリに取り込み、当該メモリに静止画データを記録した後に、撮像手段を全画素読み出しモードからモニタリングモードに復帰させるように制御する画像撮影装置によって解決される。
【００１０】
本発明によれば、例えば、モニタリングモード時の被写体の明るさに関する画像検出情報の信号レベルをＡとしたときに、モニタリングモードから全画素読み出しモードに切換えられたときに、そのままでは画像検出情報の信号レベルがｎ倍×Ａとなるが、画像検出情報の信号レベルを１／ｎにするようになされたので、全画素読み出しモード時にも、モニタリングモード時と制御条件が等価となる信号レベルＡの画像検出情報に基づいて撮像手段の絞りや画像処理手段のゲインなどをフィードバック制御することができる。従って、モニタリング機能を備えた全画素読み出し方式の画像撮影装置をデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ及び監視カメラなどに十分に応用できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
続いて、この発明に係る画像撮影装置の一実施の形態について、図面を参照しながら説明をする。
【００１２】
図１は本実施の形態としての画像撮影装置１００の構成例を示すブロック図である。本実施の形態では、被写体の全画素の画像情報をｎライン毎に読み出すモニタリングモードから全画素の画像情報を読み出す全画素読み出しモードに切換えられたときに、少なくとも、被写体の明るさや色に関する画像検出情報の信号レベルを１／ｎにして、モニタリングモードと制御条件が等価となる信号レベルの画像検出情報に基づいて撮像手段の入出力を制御できるようにしたものである。
【００１３】
この画像撮影装置１００は図１に示す全画素読み出し方式の撮像手段（ＰＳ−ＣＣＤ：Ｐrogressive Ｓcan ＣＣＤ Ｉmage Ｓensor）１を有している。この撮像手段１は絞り１１、固体撮像素子ユニット１２及びサンプルホールド＆アナログデジタル変換回路（以下Ｓ／Ｈ＆Ａ／Ｄ変換回路という）１３を有している。
【００１４】
絞り（アイリス）１１は被写体３０からの光の量を調整するものであり、ガルバノメータ方式の絞り機構を有している。絞り１１の前方には図示しないレンズ部が設けられ、その後方にもレンズ部が設けられ、被写体３０からの光Ｌが結像される。絞り１１の後方には固体撮像素子ユニット１２が設けられ、絞り１１により光量調整された被写体３０による光Ｌを入射してその被写体３０の全画素の画像情報として画像取得信号Ｓinが出力される。固体撮像素子ユニット１２は、例えば、Ｎライン×Ｍ画素の光電変換素子（センサ）Ｄ１１〜Ｄｉｊ（ｉ＝１〜Ｎ、ｊ＝１〜Ｍ）を有している。
【００１５】
固体撮像素子ユニット１２の出力段にはＳ／Ｈ＆Ａ／Ｄ変換回路１３が接続され、画像取得信号Ｓinが図示しない容量などにホールドされる。この容量にホールドされた電圧がデジタル信号に変換された後に画像データＤoutとなる。Ｓ／Ｈ＆Ａ／Ｄ変換回路１３の出力段には画像処理手段２が接続され、画像データＤoutから被写体３０の光学的な特徴量を検出し、画像検出情報が出力される。この例で光学的な特徴量は少なくとも被写体３０の明るさ及び色に関する画像情報である。画像処理手段２は明るさ検出回路１４及び色検出回路１５を有している。明るさ検出回路１４では画像データＤoutに基づいて被写体３０の露光状態を示す輝度検波信号Ｓ１が検出される。色検出回路１５では画像データＤoutに基づいて被写体３０の色の調整状態を示す例えばホワイトバランス検波信号Ｓ２が検出される。
【００１６】
この画像処理手段２には制御手段３が接続されている。制御手段３には操作手段４が接続され、固体撮像素子ユニット１２から全画素の画像データＤoutを読み出す全画素読み出しモード又はそのユニット１２から全画素の画像データＤoutをｎライン毎に読み出すモニタリングモードのいずれかを指示するように操作される。操作手段４はユーザによって操作される。この例では、操作手段４によって被写体３０のある瞬間の動画像を静止画像として取り込むように制御手段３に指示が与えられる。この指示こそがシャッター信号Ｓ３であり、モニタリングモードを全画素読み出しモードに切換える信号でもある。
【００１７】
制御手段３は画像処理手段２による輝度検波信号Ｓ１、ホワイトバランス検波信号Ｓ２及び操作手段４から出力されるシャッター信号Ｓ３に基づいて絞り１１、固体撮像素子ユニット１２、明るさ検出回路１４及び色検出回路１５の入出力が制御される。例えば、制御手段３は、少なくとも、操作手段４によってモニタリングモードから全画素読み出しモードに指示が切換えられたとき、すなわち、シャッターが押されたときに、画像処理手段２による輝度検波信号Ｓ１及びホワイトバランス検波信号Ｓ２の信号レベルを１／ｎにする。この信号レベルの１／ｎに関してはハードウエアでは割算回路などを使用する。ソフトウエアではプログラム上で信号レベルを１／ｎにする計算を実行する。
【００１８】
また、この例では輝度検波信号Ｓ１と、予め設定された適切な露光量を校正した基準値とが制御手段３によって比較され、絞り１１を自動露出するような制御が行われる。制御手段３の出力段には絞り駆動回路４が接続され、制御手段３からの絞り駆動制御信号Ｓ４に基づいて絞り１１を通過する光量が調整される。更に、制御手段３の出力段にはタイミング発生回路５が接続され、制御手段３からの読み出し制御信号Ｓ５に基づいて電荷転送用の転送クロック信号などが生成される。明るさ検出回路１４や色検出回路１５は制御手段３からのゲイン調整信号Ｓ６に基づいて制御され、モニタリングモード及び全画素読み出しモードにおいて制御条件が等価になされる。
【００１９】
この画像処理手段２の出力段（次段）には、図示しないメモリコントローラなどが接続され、このメモリコントローラにディスクなどの記録媒体（以下単にメモリともいう）が接続される。そして、操作手段４及び制御手段３によって取り込まれた静止画像に関する静止画データがメモリに記録される。
【００２０】
次に、図２を参照しながら画像撮影装置１００の動作を説明する。図２は、画像撮影装置１００の動作例を示す制御フローチャートである。この例では固体撮像素子ユニット１２から被写体３０の画像情報を１フィールド毎に読み出して表示をするモニタリングモード、及び、被写体３０の１フレームの画像情報を読み出して静止画像を記録する全画素読み出しモードが準備され、通常、画像撮影装置１００がモニタリングモードを基準にして動作している。
【００２１】
このモニタリングモードのときは、全画素の１／２の信号レベルの画像検出情報を使用している。従って、全画素読み出しモードではモニタリングモードの２倍の信号レベルの画像検出情報を得ることになる。この信号レベルによる制御を避けるために、モニタリングモードから全画素読み出しモードに切り換わったときに、画像検出情報の信号レベルを１／２にする。
【００２２】
これを前提として、図２に示すフローチャートにおいて、まず、ステップＰ１で画像処理手段２から制御手段３へ画像検出情報が入力される。画像検出情報としては、明るさ検出回路１４から制御手段３へ輝度検波信号Ｓ１が出力され、色検出回路１５から制御手段３へホワイトバランス検波信号Ｓ２が出力される。
【００２３】
その後、ステップＰ２で制御手段３によって全画素読み出しモードが指示されたかが判断される。全画素読み出しモードはユーザが操作手段４としてのシャッターボタンを押下するような操作によって指示される。従って、ユーザがシャッターボタンなどを押下すると、制御手段３はモニタリングモードから全画素読み出しモードへ切換えられたと判断する。この場合には、ステップＰ３に移行して画像処理手段２からの輝度検波信号Ｓ１やホワイトバランス検波信号Ｓ２などの検波値（信号レベル）を１／２にする。検波値の１／２に関しては割り算回路などを使用する。
【００２４】
その後、ステップＰ４に移行して輝度検波信号Ｓ１やホワイトバランス検波信号Ｓ２などの検波値から、絞り駆動制御信号Ｓ４、読み出し制御信号Ｓ５及びゲイン調整信号Ｓ６などの制御値を算出した後に、ステップＰ５で制御手段３はこれらの制御値に基づいて絞り駆動回路４、タイミング発生回路５、画像処理手段２などが制御され、絞り１１、固体撮像素子ユニット１２、明るさ検出回路１４及び色検出回路１５が最適に調整される。
【００２５】
なお、ステップＰ２でユーザによる指示が全画素読み出しモードではないと判断された場合、すなわち、通常のモニタリングモードを引き続き継続する場合には、ステップＰ４に移行してそのままの検波値に基づいて制御値が計算された後に、ステップＰ５でその制御値に基づいて絞り駆動回路４、タイミング発生回路５及び画像処理手段２などが制御され、絞り１１、固体撮像素子ユニット１２、明るさ検出回路１４及び色検出回路１５が最適に調整される。
【００２６】
このように本実施の形態としての画像撮影装置１００によれば、モニタリングモード時の被写体の明るさに関する画像検出情報の信号レベルをＡとしたときに、ステップＰ２でモニタリングモードから全画素読み出しモードに切換えられた場合に、そのままでは画像検出情報の信号レベルが２倍×Ａとなるが、画像検出情報の信号レベルを１／２にするようになされたので、全画素読み出しモード時にも、モニタリングモード時と等価な信号レベルＡの画像検出情報に基づいて絞り１１、固体撮像素子ユニット１２、明るさ検出回路１４及び色検出回路１５をフィードバック制御することができる。これにより、モニタリング機能を備えた全画素読み出し方式の画像撮影装置１００をデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ及び監視カメラなどに十分に応用できる。
【００２７】
続いて、全画素読み出し方式の固体撮像素子ユニット１２の構成例について説明する。この例では図示しない基板上にＮ×Ｍ個の光電変換素子Ｄ１１〜Ｄｉｊ（ｉ＝１〜Ｎ、ｊ＝１〜Ｍ）がマトリクス状に配列されている。
【００２８】
この固体撮像素子ユニット１２では、例えば、水平方向にＭ個の光電変換素子Ｄ１１〜Ｄ１Ｍが配列され、その垂直方向に光電変換素子列がＮライン配列されている。垂直方向に並んだ光電変換素子Ｄ１１〜ＤＮ１の右側には垂直転送用のレジスタＲ１が配置され、光電変換素子Ｄ１２〜ＤＮ２の右側には垂直転送用のレジスタＲ２が配置され、同様に光電変換素子Ｄ１Ｍ〜ＤＮＭの右側には垂直転送用のレジスタＲＭが配置されている。各々のレジスタＲ１〜ＲＭには垂直方向に電荷を転送するための転送クロック信号ΦＶが供給される。
【００２９】
また、各々のレジスタＲ１〜ＲＭの最終段には水平転送用のレジスタ７が接続され、垂直方向に転送されてきた電荷が転送クロック信号ΦＨに基づいてシリアルに水平方向に読み出される。水平転送用のレジスタ７の出力段には電荷検出部８が接続され、電荷読み出しパルス信号ＸＳＧに基づいて画像取得信号Ｓinが出力される。電荷検出部８の出力段にはアンプ９が接続され、画像取得信号Ｓinが増幅されて出力される。
【００３０】
このレジスタ７及び電荷検出部８にはタイミング発生回路５が接続され、制御手段３からの読み出し制御信号Ｓ５に基づいて発生した転送クロック信号ΦＶ、ΦＨ及び電荷読み出しパルス信号ＸＳＧが出力される。
【００３１】
ここで固体撮像素子ユニット１２による読み出し画素の奇数ラインをＯ１〜Ｏ（Ｎ／２）とし、偶数ラインをＥ１〜Ｅ（Ｎ／２）とすると、モニタリングモード時には、フィールド読み出しを実行するので、フィールド単位に垂直転送用のレジスタＲ１〜ＲＭから水平転送用のレジスタ７へ電荷が転送され、１ライン分の画像情報は奇数ラインと偶数ラインとの和により生成される。つまり、１／３０秒間の奇数フィールド期間に（Ｏ１＋Ｅ１）、（Ｏ２＋Ｅ２）、（Ｏ３＋Ｅ３）・・・・、続く１／３０秒間の偶数フィールド期間に（Ｅ１＋Ｏ２）、（Ｅ２＋Ｏ３）、（Ｅ３＋Ｏ４）・・・・というように画像情報が読み出される。
【００３２】
一方、全画素読み出しモードではフレーム読み出しを実行するので、奇数列の各光電変換素子Ｄ１１〜ＤＮ１からの電荷は１フレームに１回の割合で垂直転送用のレジスタＲ１へ読み出され、同様に、光電変換素子Ｄ２１〜ＤＮ２からの電荷は１フレームに１回の割合で垂直転送用のレジスタＲ２へ読み出される。つまり、奇数フィールド期間ではＯ１、Ｏ２、Ｏ３・・・・というように奇数ラインのみの画像情報が読み出され、続く偶数フィールド期間ではＥ１、Ｅ２、Ｅ３・・・・というように偶数ラインの画像情報が読み出される。
【００３３】
続いて、本実施の形態としての画像撮影装置１００を応用したデジタルスチルカメラ２００について説明する。図４はデジタルスチルカメラ２００の構成例を示すブロック図である。
【００３４】
このデジタルスチルカメラ２００は図３に示すフォーカス部及び絞り１１を備えたレンズ部２１を有している。レンズ部２１の後段には電子シャッターを有した固体撮像素子ユニット１２としてのＣＣＤ２２が設けられる。ＣＣＤ２２の出力段にはＳ／Ｈ＆Ａ／Ｄ変換回路１３が接続され、ＣＣＤ２２による画像取得信号Ｓinが図示しない容量などにホールドされる。この容量にホールドされた電圧がデジタル信号に変換された後に画像データＤoutとなる。
【００３５】
このＳ／Ｈ＆Ａ／Ｄ変換回路１３の出力段には自動焦点検出部（Ａuto Ｆocus；以下ＡＦ検出部という）２４、自動露出検出部（Ａuto Ｅxpose；以下ＡＥ検出部という）２５、自動ホワイトバランス検出部（Ａuto Ｗhite Ｂarance；以下ＡＷＢ検出部という）２６及びＲＧＢゲイン補正部２７が接続される。ＡＦ検出部２４では画像データＤoutに基づいて焦点検出信号Ｓ０が生成される。ＡＥ検出部２５では画像データＤoutに基づいて輝度検波信号Ｓ１が生成される。ＡＷＢ検出部２６では画像データＤoutに基づいてホワイトバランス検波信号Ｓ２が生成される。
【００３６】
ＡＦ検出部２４、ＡＥ検出部２５及びＡＷＢ検出部２６の出力段には制御手段３としての１チップマイクロコンピュータ（以下単に制御マイコンという）４５が接続され、カメラ全体の制御が行われる。例えば、画像データＤoutと予め設定された適切な露光量を校正した基準値とが比較され、レンズ部２１の絞りを自動露出する制御を行ったり、全画素読み出しモードからモニタリングモードへの復帰処理などが実行される。
【００３７】
その他に、制御マイコン４５は焦点検出信号Ｓ０からフォーカス制御信号Ｓ９を作成し、輝度検波信号Ｓ１から絞り駆動制御信号Ｓ４と読み出し制御信号Ｓ５とを作成し、ホワイトバランス検波信号Ｓ２からＲＧＢゲイン補正制御信号Ｓ７を作成する。このＲＧＢゲイン補正制御信号Ｓ７はＲＧＢゲイン補正部２７に出力され、この信号Ｓ７に基づいて画像の色温度の補正が行われる。
【００３８】
ＲＧＢゲイン補正部２７の出力段にはメモリコンロトーラ２８が接続され、画像データＤoutの記録または格納制御やその画像データＤoutに基づいた動画像及び静止画像の表示制御が行われる。メモリコンロトーラ２８の出力段には表示用のバッファメモリ２９が接続され、補正後の画像データＤoutが格納されると共に、その画像データＤoutが液晶ディスプレイ（以下ＬＣＤという）４１に表示するためラスタスキャンデータとして読み出される。バッファメモリ２９の出力段にはデジタル・アナログ変換回路（以下Ｄ／Ａ変換回路という）４０が接続され、ラスタスキャンデータがアナログ画像信号Ｓ１１に変換された後に、そのアナログ画像信号Ｓ１１がＬＣＤ４１に出力され、動画像や静止画像が表示される。
【００３９】
上述した制御マイコン４５の入力段には操作手段４としてシャッターボタン（スイッチ）４３が接続され、これが押されると制御マイコン４５にシャッター信号Ｓ３が出力される。制御マイコン４５はこのシャッター信号Ｓ３から静止画像の記録が指示されたことが認識される。
【００４０】
また、メモリコントローラ２８にはデータ圧縮／伸張回路４２が接続され、画像データＤoutが圧縮／伸張される。データ圧縮／伸長回路４２にはフラッシュ記録ブロックメモリ（以下単にフラッシュメモリという）４４が接続され、シャッターボタン４３が押されたときに、静止画像が格納される。
【００４１】
続いて、デジタルスチルカメラ２００の動作について説明する。図５はその制御例を示すフローチャートである。この例では、制御マイコン４５にシャッターボタン４３が接続され、通常はモニタリングモードによって、被写体３０の動画像がＬＣＤ４１にモニタ出力される。また、ユーザがシャッターボタン４３を押下すると、その時点の静止画像がＬＣＤ４１にモニタ出力されると共に、その静止画像がフラシュメモリ４４に格納されることを前提とする。
【００４２】
まず、ステップＱ１で制御マイコン４５はユーザからの撮影要求を待つ。その撮影要求があった場合には、ステップＱ２に移行してモニタリングモードに係る画像取得処理を実行する。ここでは、例えば、ＴＶ信号の１フィールド時間で露光量が一定になるようにレンズ部２１の絞り１１に対して安定な速度フィードバックループ制御が実行される。この結果で、レンズ部２１を通して受光された画像はＣＣＤ２２によって電気信号に変換される。
【００４３】
このモニタリングモードではフィールド読み出しを実行するので、フィールド単位に図３に示した垂直転送用のレジスタＲ１〜ＲＭから水平転送用のレジスタ７へ電荷が転送され、１ライン分の画像情報は奇数ラインと偶数ラインとの和により生成される。つまり、１／３０秒間の奇数フィールド期間に（Ｏ１＋Ｅ１）、（Ｏ２＋Ｅ２）、（Ｏ３＋Ｅ３）・・・・、続く１／３０秒間の偶数フィールド期間に（Ｅ１＋Ｏ２）、（Ｅ２＋Ｏ３）、（Ｅ３＋Ｏ４）・・・・というように画像情報が読み出される。その後、画像情報はＳ／Ｈ＆Ａ／Ｄ変換回路１３によって、デジタル化された後に画像データＤoutとなる。
【００４４】
そして、ステップＱ３で制御マイコン４５はＳ／Ｈ＆Ａ／Ｄ変換回路１３による画像データＤoutに基づいて画像処理を実行する。この画像データＤoutはＡＦ検出部２４、ＡＥ検出部２５、ＡＷＢ検出部２６によって信号処理された後に、焦点検出信号Ｓ０、輝度検波信号Ｓ１及びホワイトバランス検波信号Ｓ２となる。これらの信号Ｓ０〜Ｓ２を入力した制御マイコン４５では焦点検出信号Ｓ０からフォーカス制御信号Ｓ９が作成され、輝度検波信号Ｓ１から絞り駆動制御信号Ｓ４と読み出し制御信号Ｓ５とが作成され、ホワイトバランス検波信号Ｓ２からＲＧＢゲイン補正制御信号Ｓ７が作成される。この制御信号Ｓ４はレンズ部２１に出力され、制御信号Ｓ５はＣＣＤ２２に出力される。
【００４５】
その後、ステップＱ４で制御マイコン４５は動画像をＬＣＤ４１にモニタ出力する。この際にＲＧＢゲイン補正制御信号Ｓ７はＲＧＢゲイン補正部２７に出力される。ＲＧＢゲイン補正部２７では、この信号Ｓ７に基づいて画像の色温度の補正が行われる。ＲＧＢゲイン補正部２７で補正された画像データＤoutは、メインコントローラ２８によってバッファメモリ２９に格納される。バッファメモリ２９ではＬＣＤ４１に合わせたラスタスキャンデータに変換され、このラスタスキャンデータがＤ／Ａ変換回路４０によってアナログ画像信号Ｓ１１に変換される。このアナログ画像信号Ｓ１１に基づいてＬＣＤ４１に動画像が表示される。
【００４６】
その後、ステップＱ５で制御マイコン４５はユーザから撮影終了命令として電源がオフされたかを判断する。この例ではモニタリングモードにおいて、シャッターボタン４３が押されることを前提としているので、ステップＱ６に移行する。
【００４７】
このステップＱ６では制御マイコン４５がユーザによって、モニタリングモードから全画素読み出しモードに切り換るためのシャッターボタン４３が押されたかを検出する。このときに、シャッターボタン４３が押されると、制御マイコンによってシャッター信号Ｓ３が検出される。これと共に、制御マイコン４５からメモリコントローラ２８に取り込み命令信号Ｓ８が出力される。ある程度の時間を待ってシャッターボタン４３が押されていない場合にはステップＱ２に戻る。
【００４８】
シャッターボタン４３が押された場合には、ステップＱ７に移行して全画素読み出しモードに係る画像取得処理を実行する。この全画素読み出しモードではフレーム読み出しを実行するので、各光電変換素子からの電荷は１フレームに１回の割合で図３に示した垂直転送用のレジスタＲ１〜ＲＭへ読み出される。つまり、奇数フィールド期間ではＯ１、Ｏ２、Ｏ３・・・・というように奇数ラインのみの画像情報が読み出され、続く偶数フィールド期間ではＥ１、Ｅ２、Ｅ３・・・・というように偶数ラインの画像情報が読み出される。その後、画像情報はＳ／Ｈ＆Ａ／Ｄ変換回路１３によって、デジタル化された後に画像データＤoutとなる。
【００４９】
そして、ステップＱ８で制御マイコン４５はＳ／Ｈ＆Ａ／Ｄ変換回路１３による画像データＤoutに基づいて画像処理を実行する。この際に画像データＤoutに基づいてＡＦ検出部２４、ＡＥ検出部２５、ＡＷＢ検出部２６によって信号処理された後の焦点検出信号Ｓ０、輝度検波信号Ｓ１及びホワイトバランス検波信号Ｓ２に１／２が演算される。ここで１／２を演算した信号Ｓ０〜Ｓ２を入力した制御マイコン４５では焦点検出信号Ｓ０からフォーカス制御信号Ｓ９が作成され、輝度検波信号Ｓ１から絞り駆動制御信号Ｓ４と読み出し制御信号Ｓ５とが作成され、ホワイトバランス検波信号Ｓ２からＲＧＢゲイン補正制御信号Ｓ７が作成される。これらの制御信号Ｓ４はレンズ部２１に出力され、制御信号Ｓ５はＣＣＤ２２に出力される。
【００５０】
その後、ステップＱ９でメモリコントローラ２８では、静止画記録のためのシャッターボタン４３が押下されたとき、ＲＧＢゲイン補正部２７による画像データＤoutをデータ圧縮／伸長回路４２に転送する。このデータ圧縮／伸長回路４２で圧縮された画像データＤoutがフレーム静止画としてフラッシュメモリ４４に格納される。
【００５１】
その後、ステップＱ１０で制御マイコン４５は全画素読み出しモードをモニタリングモードに復帰させた後に、ステップＱ２に戻ってモニタリングモードに係る画像取得処理を継続する。以下、ユーザの指示に従って制御マイコン４５はステップＱ３〜ステップＱ１０の処理を繰り返す。なお、ステップＱ５で電源がオフされた場合には画像撮影制御を終了する。
【００５２】
このように本実施の形態としての画像撮影装置１００を応用したデジタルスチルカメラ２００によれば、モニタリングモード時の被写体の明るさに関する画像検出情報の信号レベルをＡとしたときに、ステップＱ２でモニタリングモードから全画素読み出しモードに切換えられた場合に、そのままでは画像検出情報の信号レベルが２倍×Ａとなるが、画像検出情報の信号レベルを１／２にするようになされたので、全画素読み出しモード時にも、モニタリングモード時と制御条件が等価となる信号レベルの画像検出情報に基づいてレンズ部２１、ＣＣＤ２２、ＡＦ検出部２４、ＡＥ検出部２５、ＡＷＢ検出部２６及びＲＧＢゲイン補正回路２７などをフィードバック制御することができる。これにより、モニタリング機能を備えた全画素読み出し方式のデジタルスチルカメラ２００を提供できる。
【００５３】
また、制御マイコン４５は全画素読み出しモード及びモニタリングモードを通して計算上の検波値をモード相違を意識せずに画像処理を行なうことができる。これにより、ソフトウエアのアルゴリスムがシンプルになり、デジタルスチルカメラ２００の信頼性の向上と処理時間の短縮とを図ること、及び、そのデバッグを容易にすることができる。
【００５４】
更に、本発明の画像処理を実行することで、ＬＣＤ４１を見ながら静止画像の構図を決めるときも、被写体３０の動画像がカクカク動くことなく、被写体３０の動きがごく自然で、ＩＴ（インターライントラアンスファー）型のビデオカメラと同様に滑らかな動きで被写体３０の動画像をモニタリングすることが可能となる。従って、静止画像を記録するときの被写体３０の構図を容易に決定することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の画像撮影装置によれば、被写体の全画素の画像情報をｎライン毎に読み出すモニタリングモードから全画素の画像情報を読み出す全画素読み出しモードに切換えられたときに、少なくとも、被写体の明るさや色などの画像検出情報を１／ｎするようにし、その後、操作手段によって当該制御手段にシャッター指示が与えられた時点の被写体のある瞬間の動画像を静止画像としてメモリに取り込み、当該メモリに静止画データを記録した後に、撮像手段を全画素読み出しモードからモニタリングモードに復帰させるように制御するものである。
【００５６】
この構成によって、全画素読み出しモード時でもモニタリングモード時と等価な検出レベルの画像検出情報に基づいて撮像手段の入出力を制御することができる。従って、モニタリング機能を備えた全画素読み出し方式の画像撮影装置をデジタルスチルカメラなどに十分に応用できる。
【００５７】
この発明は全画素読み出し方式の固体撮像素子を使用したモニタリング機能付きのデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ及び監視カメラなどに適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態としての画像撮影装置１００の構成例を示すブロックである。
【図２】画像撮影装置１００の動作例を示す制御フローチャートである。
【図３】全画素読み出し方式の固体撮像素子ユニット１２の構成例を示すブロック図である。
【図４】画像撮影装置１００を応用したデジタルスチルカメラ２００の構成例を示すブロック図である。
【図５】デジタルスチルカメラ２００の動作例を示す制御フローチャートである。
【符号の説明】
１・・・撮像手段、２・・・画像処理手段、３・・・制御手段、４・・・操作手段、１１・・・絞り、１２・・・固体撮像素子ユニット、１３・・サンプルホールド＆アナログ・デジタル変換回路、１４・・・明るさ検出回路、１５・・・色検出回路、２１・・・レンズ部、２２・・・ＣＣＤ、２４・・・ＡＦ検出部、２５・・・ＡＥ検出部、２６・・・ＡＷＢ検出部、２７・・・ＲＧＢゲイン補正回路、２８・・・メモリコントローラ、２９・・・バッファメモリ、４０・・・Ｄ／Ａ変換回路、４１・・・ＬＣＤ、４２・・・データ圧縮／伸張回路、４３・・・シャッターボタン、４４・・・フラッシュメモリ、４５・・・制御マイコン

Claims (1)

1. 被写体からの光を入射して該被写体の全画素の画像情報を出力するためにＮライン×Ｍ画素の光電変換素子を有した撮像手段と、
   前記撮像手段から全画素の画像情報を読み出す全画素読み出しモード又は前記撮像手段から全画素の画像情報をｎライン毎に読み出すモニタリングモードのいずれかを指示する操作手段と、
   前記撮像手段による画像情報から、少なくとも、前記被写体の明るさ及び色に関する画像情報である光学的な特徴量を検出して画像検出情報を出力する画像処理手段と、
   前記画像処理手段による画像検出情報及び前記操作手段から出力されるモード指示情報に基づいて前記撮像手段の入出力を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、
   少なくとも、前記操作手段によって前記モニタリングモードから全画素読み出しモードに指示が切換えられたときに、
   前記画像処理手段による画像検出情報の信号レベルを１／ｎにし、
   その後、前記操作手段によって当該制御手段にシャッター指示が与えられた時点の被写体のある瞬間の動画像を静止画像としてメモリに取り込み、
   前記メモリに静止画データを記録した後に、前記撮像手段を全画素読み出しモードからモニタリングモードに復帰させるように制御することを特徴とする画像撮影装置。

Images